低轨卫星影像仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种低轨卫星影像仿真方法，主要包括以下步骤：步骤1，对影像数据执行重采样算法；步骤2，执行影像像素坐标到该点WGS84坐标之间的变换；步骤3，执行影像像素在DEM和DOM上的定位，通过迭代获得每个影像像素在DOM的准确位置。本发明专利技术是一种全新的低轨卫星影像仿真方法，通过对低轨卫星轨道、姿态、内方位元素进行分析，分析其标称状态下的因素，然后通过对这些因素进行建模，在计算机上对低轨卫星的姿态过程进行仿真。本发明专利技术填补了这方面的技术空白，为低轨卫星的预研工作提供了分析的依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于摄影测量与计算机仿真领域，特别涉及低轨卫星的影像仿真方法。
技术介绍
在40-50年代，由于计算机技术的限制，对卫星影像的仿真只有依靠物理仿真，在美国亚利桑那大学光学中心建立了世界上第一个航空航天遥感物理仿真系统。在地面实验室里利用人造光源提供各种辐亮度和各个光谱谱段的照明条件，布置了不同背景下的各种大小尺寸靶标和军用目标模型(包括飞机、坦克、火炮等)，可以模拟卫星在轨飞行情况下的环境条件以及目标的运动等，采用可控制位置和运动模式的相机对目标按照预定的程序进行照相，以验证卫星的设计参数和成像质量。在60年代，美国发射了多颗地球环境探测卫星，获得了大量地表、大气和地球环境的数据，这些数据为仿真实验室提供了接近真实的模型。从60年代到90年代，美国多次发射地球地理环境探测、校验和测绘卫星，用于监视和补充数据资料，修正数学模型。80年代末期，ES公司首先在美国GE公司13个部门中的八个部门中应用了该公司的集成设计平台iSIGHT。1995年，美国NASA资助的LaRC (Landley Research Center)公布了 PATCOD集成设计平台。美国NASA所属JPL实验室的飞行系统测试平台(Flight SystemTested,FST)、Langley研究中心的 SPASIM(Spacecraft Simulation)、俄罗斯能源科学生产联合体(NPO Energiya)的综合仿真测试平台(KMC)以及德国VEGA信息技术公司开发的仿真卫星(Simulating Spacecraft)等是九十年代卫星仿真技术发展的综合反映。这些软件用于航天卫星(重点是对卫星平台等大系统)的设计和仿真。目前国外计算机仿真技术发展很快，可以比较逼真地仿真出成像链路的特性，取得了一定成果，但是还是不能代替物理仿真。因此继续发展全链路仿真算法和系统来指导卫星的预研工作、从而减少物理仿真的成本是很有必要的，其中全链路仿真系统中比较重要的影像仿真部分。卫星严密几何成像模型如下所示 权利要求1.一种，其特征在于，包括以下步骤 步骤I，对影像数据执行重采样算法； 步骤2，执行影像像素坐标到该点WGS84坐标之间的变换； 步骤3，执行影像像素在DEM和DOM上的定位，通过迭代获得每个影像像素在DOM的准确位置。2.根据权利要求I所述的，其特征在于，步骤I中所述重采样算法为最邻近像元法，双线性插值法，双三次插值法，sine函数法，Knab Sff函数法，RC函数法 中的任意一种。3.根据权利要求I所述的，其特征在于，步骤2的所述变换是建立影像上I行上P像素在WGS84坐标系下(X，Y，Z)τ之间的坐标转换关系。4.根据权利要求3所述的，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤 步骤2-1，I行成像时刻计算； 步骤2-2，I行成像时刻轨道内插； 步骤2-3，I行成像时刻卫星本体坐标系原点计算； 步骤2-4, I行成像时刻姿态内插； 步骤2-5，I行上P像素在相机坐标系的指向计算； 步骤2-6，I行上P像素在本体坐标系的指向计算； 步骤2-7，I行上P像素在地面坐标系的指向计算； 步骤2-8，I行上P像素在地球模型上定位。5.根据权利要求4所述的，其特征在于，步骤3所述的定位是确定所述I行上P像素在DEM和DOM上的定位，并且具体包括以下步骤 步骤3-1，针对像素(1，S)，取一个近似高程数值h;根据步骤2中所述的坐标转换关系，计算该像素在WGS84下的坐标；然后根据其在WGS84的坐标计算其在投影系下的east和north坐标； 步骤3-2,根据east和north坐标,在DEM上内插该像素的所述高程h ； 步骤3-3，重复步骤3-1和3-2，直到前后两次内插的高程差别在预定阈值以内，输出east和north坐标,完成像素(1，s)在DOM和DEM上的定向； 步骤3-4，根据在DOM和DEM上的定向得到的位置，内插I行上P像素的灰度值； 步骤3-5，重复步骤3-1至3-4，对各个影像像素分别定位得到各个像素的灰度值。全文摘要本专利技术提供了一种，主要包括以下步骤步骤1，对影像数据执行重采样算法；步骤2，执行影像像素坐标到该点WGS84坐标之间的变换；步骤3，执行影像像素在DEM和DOM上的定位，通过迭代获得每个影像像素在DOM的准确位置。本专利技术是一种全新的，通过对低轨卫星轨道、姿态、内方位元素进行分析，分析其标称状态下的因素，然后通过对这些因素进行建模，在计算机上对低轨卫星的姿态过程进行仿真。本专利技术填补了这方面的技术空白，为低轨卫星的预研工作提供了分析的依据。文档编号G06T1/00GK102945544SQ20121049240公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日专利技术者唐新明, 张过, 黄文超, 方辰, 邱振戈, 高小明, 邱双双, 岳庆兴 申请人:国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低轨卫星影像仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对影像数据执行重采样算法；步骤2，执行影像像素坐标到该点WGS84坐标之间的变换；步骤3，执行影像像素在DEM和DOM上的定位，通过迭代获得每个影像像素在DOM的准确位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新明，张过，黄文超，方辰，邱振戈，高小明，邱双双，岳庆兴，
申请(专利权)人：国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心，
类型：发明
国别省市：